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DE10058174A1 - Ultrasonic probe especially for manual testing, has one or two digital cameras integral with it and directed at the test piece surface for precise locating of probe measurements - Google Patents

Ultrasonic probe especially for manual testing, has one or two digital cameras integral with it and directed at the test piece surface for precise locating of probe measurements

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Publication number
DE10058174A1
DE10058174A1 DE10058174A DE10058174A DE10058174A1 DE 10058174 A1 DE10058174 A1 DE 10058174A1 DE 10058174 A DE10058174 A DE 10058174A DE 10058174 A DE10058174 A DE 10058174A DE 10058174 A1 DE10058174 A1 DE 10058174A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
digital camera
test head
probe
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10058174A
Other languages
German (de)
Inventor
Paul Buschke
Wolf Kleinert
Horst Guenter Thum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krautkraemer GmbH
Original Assignee
Krautkraemer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krautkraemer GmbH filed Critical Krautkraemer GmbH
Priority to DE10058174A priority Critical patent/DE10058174A1/en
Priority to DE50113067T priority patent/DE50113067D1/en
Priority to PCT/DE2001/001814 priority patent/WO2002042762A1/en
Priority to US10/380,306 priority patent/US6641535B2/en
Priority to EP01947147A priority patent/EP1344051B1/en
Priority to AT01947147T priority patent/ATE374365T1/en
Priority to JP2002544651A priority patent/JP4557491B2/en
Publication of DE10058174A1 publication Critical patent/DE10058174A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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Abstract

Probe has a housing, which in addition to the usual ultrasound vibrator, has at one digital camera (36), either fixed to the probe, or ideally mounted inside, directed so that it detects the surface (28) of the test piece. At periodic intervals electronic images of partial areas of the surface (28) are recorded. An image processing circuit with an image memory and a comparator determines the displacement of the probe relative to the object surface. Using a movement memory the displacement of the probe housing form a reference point at the beginning of measurement can be determined and the actual position of the probe with reference to this point determined.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallprüfkopf, der insbesondere für die Prüfung per Hand geeignet ist. Er hat ein Gehäuse, das einen Ultra­ schallschwinger aufnimmt und das eine Kontaktfläche für den Kontakt mit der Oberfläche eines zu prüfenden Körpers hat.The invention relates to an ultrasonic probe, which in particular is suitable for testing by hand. It has a case that has an Ultra sonic transducer and that a contact surface for contact with the surface of a body to be tested.

Derartige Ultraschallprüfköpfe sind aus umfangreichem Stand der Technik bekannt. Bei der Ultraschallprüfung möchte man für einen Ultraschallbe­ fund möglichst genau den zugehörigen Ort auf dem zu prüfenden Körper kennen. Man möchte also einem Ultraschallbefund jeweils einen Ort zuord­ nen können. So ist man bestrebt, bei der Schweissnahtprüfung eine aufge­ fundene Fehlstelle genau lokalisieren zu können. Ebenso möchte man bei der Bestimmung von Restwanddicken eines Rohres oder Behälters genau den Ort auf dem Behälter oder Rohr wissen, an dem ein vorgegebener Ultra­ schallbefund ermittelt wurde. Dies bedeutet, dass neben dem Ultraschallsig­ nal auch die jeweilige Position des Ultraschallprüfkopfes auf der Oberfläche des zu prüfenden Körpers bekannt sein muss.Such ultrasonic probes are from the extensive state of the art known. In the ultrasound test, one would like to have an find the corresponding location on the body to be tested as precisely as possible know. So one would like to assign a location to an ultrasound finding can. So you endeavor to get one in the weld inspection to be able to pinpoint the found fault precisely. You would also like to the determination of the remaining wall thickness of a pipe or container exactly know the location on the container or pipe where a given Ultra was found. This means that in addition to the ultrasonic sig nal also the respective position of the ultrasonic probe on the surface of the body to be tested must be known.

Nach dem Stand der Technik gibt es Systeme, die die Position des Ultra­ schallprüfkopfes ermitteln, z. B. als relative Position des Prüfkopfes in zwei oder drei Achsen zu einem Ort bei Messstart. Derzeitig wird eine Auflösung von 0,1 mm für Längsbewegungen und 0,1° bei Drehbewegungen erreicht. Zusammen mit den relativen Positionsdaten sowie dem jeweiligen Ultra­ schallbefund kann die absolute Lage einer Fehlerstelle genau ermittelt wer­ den. Ausbesserungsarbeiten oder systematische Überwachungen von Fehl­ stellen können dadurch wirtschaftlich und gezielt durchgeführt werden.According to the state of the art, there are systems that determine the position of the Ultra determine sound test head, e.g. B. as the relative position of the probe in two or three axes to one location at the start of measurement. Currently a dissolution  0.1 mm for longitudinal movements and 0.1 ° for rotary movements. Together with the relative position data and the respective Ultra The absolute location of a fault location can be determined precisely by sound the. Repair work or systematic monitoring of defects jobs can be carried out economically and in a targeted manner.

Die zur Zeit benutzten Verfahren zur Ermittlung der Positionsdaten bei ma­ nueller Ultraschallprüfung haben einige entscheidende Nachteile. So sind für die Positionserfassung zusätzliche elektronische Bauteile, z. B. Luftschall­ sensoren und/oder mechanische Führungen notwendig, die ergonomische Nachteile haben. Die mechanischen Teile können verschleissen, die Luft­ schallsensoren sind relativ gross, insbesondere aber zu montieren sowie zu justieren. Die Kosten der bekannten Verfahren und der dafür benutzten Vor­ richtungen sind hoch.The methods currently used to determine the position data at ma Ultrasonic testing have several major disadvantages. So are for the position detection of additional electronic components, e.g. B. Airborne sound sensors and / or mechanical guides necessary, the ergonomic Have disadvantages. The mechanical parts can wear out, the air Sound sensors are relatively large, but in particular they have to be installed and closed adjust. The cost of the known methods and the front used for it directions are high.

Hiervon ausgehend hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen Ultraschallprüfkopf zu schaffen, der Positionskoordinaten in Abhängigkeit von einem Ort, der bei Messstart vorliegt, auf dem zu prüfenden Körper fest­ stellt und ausgibt. Die Nachteile der bisher bekannten Systeme sollen dabei vermieden werden.Proceeding from this, the invention has set itself the task of one To create an ultrasonic probe that depends on the position coordinates from a location that is available at the start of the measurement on the body to be tested provides and issues. The disadvantages of the previously known systems are said to be be avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ultraschallprüfkopf, insbesondere für die Prüfung per Hand
This task is solved by an ultrasonic test head, especially for manual testing

  • - mit einem Gehäuse, das einen Ultraschallschwinger aufnimmt und das eine Kontaktfläche für einen Kontakt mit einer Oberfläche eines zu prü­ fenden Körpers hat,- With a housing that receives an ultrasonic transducer and that a contact area for contact with a surface of a test body,
  • - mit mindestens einer Digitalkamera, die dem Gehäuse zugeordnet ist, die so ausgerichtet ist, dass sie die Oberfläche des Körpers erfasst und die in Zeitabständen jeweils ein elektronisches Bild von Teilstücken der Ober­ fläche des Körpers liefert, - With at least one digital camera that is assigned to the housing, the is aligned so that it captures the surface of the body and the in An electronic image of sections of the waiters is given at intervals area of the body supplies,  
  • - mit einer Schaltung für Bildverarbeitung, die einen Bildspeicher für min­ destens ein von der Digitalkamera erfasstes elektronisches Bild aufweist, die einen Vergleicher hat, der zwei von der Digitalkamera zu unterschied­ lichen Zeitpunkten erfasste elektronische Bilder von überlappenden Teilstücken der Oberfläche des Körpers vergleicht und daraus die Ver­ schiebung des Gehäuses gegenüber der Oberfläche ermittelt und ausgibt und- With a circuit for image processing, the image memory for min at least has an electronic image captured by the digital camera, which has a comparator that differentiates two from the digital camera electronic images of overlapping Compare parts of the surface of the body and from it the ver displacement of the housing relative to the surface is determined and output and
  • - mit einem Bewegungsspeicher, der die Verschiebung des Gehäuses aus­ gehend von einem Ort zum Zeitpunkt des Messstarts speichert und die aktuelle Position des Gehäuses bezüglich dieses Orts enthält.- With a movement memory, which is the displacement of the housing from a location at the time of the start of the measurement and the contains the current position of the housing with respect to this location.

Bei diesem Ultraschallprüfkopf handelt es sich zunächst um einen klassi­ schen Ultraschallprüfkopf, der die üblichen Merkmale eines derartigen Prüf­ kopfes aufweist. Verwiesen wird beispielsweise auf das DE-Buch J. Kraut­ krämer & K. Krautkrämer "Werkstoffprüfung mit Ultraschall", 6. Auflage, Springer-Verlag. Der Ultraschallprüfkopf kann also konventionell wie ein üblicher Ultraschallprüfkopf eingesetzt werden. Er ist beispielsweise als SE- Prüfkopf ausgeführt.This ultrasound probe is initially a classic rule ultrasonic test head, the usual features of such a test head. Reference is made, for example, to the DE book J. Kraut krämer & K. Krautkrämer "Material testing with ultrasound", 6th edition, Springer-Verlag. The ultrasonic test head can therefore be conventional like a usual ultrasonic test head can be used. For example, as a SE Test head executed.

Zusätzlich hat der erfindungsgemässe Ultraschallprüfkopf noch Mittel, die dazu dienen, die jeweilige Position auf der Oberfläche des zu prüfenden Kör­ pers in Bezug auf einen Ort anzugeben, der zum Zeitpunkt des Messstartes vorlag.In addition, the ultrasonic test head according to the invention also has means that serve the respective position on the surface of the body to be tested pers to indicate in relation to a place that at the time of the measurement start Template.

Hierzu ist mindestens eine Digitalkamera mit dem Gehäuse fest verbunden. Vorzugsweise ist die Digitalkamera im Gehäuse angeordnet. Sie ist so ausge­ richtet, dass sie die Oberfläche des zu prüfenden Körpers erfasst. Dabei soll sie möglichst nahe an der Stelle ein Bild dieser Oberfläche liefern, an der ein Zentralstrahl des aktiven Schallelements die Oberfläche durchtritt.For this purpose, at least one digital camera is firmly connected to the housing. The digital camera is preferably arranged in the housing. It is so out that it detects the surface of the body to be tested. In doing so they provide an image of this surface as close as possible to the surface at which a Central beam of the active shell element passes through the surface.

Mittels dieser Digitalkamera wird in Zeitabständen ein elektronisches Bild (Frame) von dem Teilstück der Oberfläche erfasst, das sich jeweils unter der Linse der Digitalkamera befindet, das also in der Gegenstandsebene liegt. Es handelt sich dabei um ein relativ kleines Teilstück der Gesamtoberfläche des zu prüfenden Körpers. Das Teilstück kann beispielsweise die Abmessungen von wenigen mm, beispielsweise 2 × 2 bis 4 × 4 mm haben. Vorzugsweise wird in vorgegebenen festen Zeitabständen von der Digitalkamera ein Bild des jeweiligen Teilstücks der Oberfläche aufgenommen.With the help of this digital camera, an electronic image is created at intervals  (Frame) captured by the section of the surface that is under the Lens of the digital camera is located, that is, in the object plane. It is a relatively small section of the total surface of the body to be tested. The section can, for example, the dimensions of a few mm, for example 2 × 2 to 4 × 4 mm. Preferably the digital camera creates an image at predetermined fixed time intervals of the respective section of the surface.

In der der Digitalkamera nachgeordneten Schaltung für Bildverarbeitung wird in einem Bildspeicher mindestens ein Bild gespeichert, das die Digital­ kamera aufgenommen hat. Dieses Bild wird mit einem später erfassten Bild der Digitalkamera im Vergleicher verglichen. Der Vergleicher verschiebt die beiden elektronischen Bilder solange gegeneinander, bis die Bilder zueinan­ der passen, also übereinstimmende Bildbereiche sich in Deckung befinden. Dies bedeutet, dass der zeitliche Abstand, an dem die beiden zu vergleichen­ den elektronischen Bilder aufgenommen worden sind, nicht grösser sein darf als die Zeit, innerhalb welcher das Gehäuse um eine Strecke verschoben wird, die grösser ist als die Bilddiagonale des erfassten elektronischen Bil­ des. Ist nämlich letzteres der Fall, sind keine übereinstimmenden Teilberei­ che mehr in den zu vergleichenden elektronischen Bildern enthalten und kann somit kein Vergleich stattfinden.In the circuit for image processing downstream of the digital camera is stored in an image memory at least one image that the digital has recorded the camera. This picture is taken with a picture captured later the digital camera compared in the comparator. The comparator postpones that the two electronic pictures against each other until the pictures come together that fit, i.e. matching image areas are in cover. This means that the time interval at which the two compare electronic pictures have been taken, must not be larger than the time within which the housing is shifted a distance that is larger than the image diagonal of the captured electronic image des. If the latter is the case, there are no matching partial areas more in the electronic images to be compared and no comparison can therefore take place.

Aus der notwendigen Verschiebung der beiden Einzelbilder, die im Verglei­ cher verglichen worden sind, zueinander, bis Deckung erreicht ist, lässt sich die tatsächliche Verschiebung auf der Oberfläche des zu prüfenden Körpers errechnen. Es geht im wesentlichen der Abbildungsmassstab der Optik ein. Demgemäss kann ein Positionssignal ausgegeben werden, das die Verschie­ bung des Prüfkopfes zwischen dem Zeitpunkt, an dem das erste elektroni­ sche Bild aufgenommen wurde und dem Zeitpunkt, an dem das zweite elekt­ ronische Bild aufgenommen wurde, angibt. Aus der Summe der einzelnen Verschiebungsinformationen wird ausgehend vom Ort zum Zeitpunkt des Messstarts die jeweilige aktuelle Position des Prüfkopfes auf der Oberfläche des zu prüfenden Körpers erhalten.From the necessary shift of the two individual images in the comparison can be compared to each other until coverage is achieved the actual displacement on the surface of the body under test calculate. Essentially, the imaging scale of the optics is involved. Accordingly, a position signal can be output that the different Exercise the test head between the time when the first electronic cal picture was taken and the time at which the second elect ronic image was recorded indicating. From the sum of the individual Displacement information is based on the location at the time of  Measurement starts the current position of the probe on the surface of the body to be tested.

Grundlage für die Positionserfassung bildet also ein optisches System. Die Digitalkameras sind vorzugsweise mit CCD-Sensoren ausgerüstet. Dem Ge­ genstandsfeld der Digitalkamera ist vorzugsweise ein Leuchtmittel zugeord­ net, um das zu erfassende Teilstück der Oberfläche zu beleuchten. Wird nun der Prüfkopf bewegt, so wird aus den Positionsinformationen, die im Bewe­ gungsspeicher enthalten sind, die aktuelle Position ermittelt.An optical system forms the basis for position detection. The Digital cameras are preferably equipped with CCD sensors. The Ge The field of the digital camera is preferably assigned a lamp net to illuminate the portion of the surface to be detected. Now the probe moves, the position information in the moving are included, the current position is determined.

Die elektronischen und optischen Mittel, die für die Positionsbestimmung eingesetzt werden, lassen sich heute sehr klein und auch kostengünstig er­ halten. Damit kann die komplette Bildauswertung in einem Gehäuse eines üblichen Ultraschallprüfkopfes untergebracht werden. Mittels des Ultra­ schallprüfkopfes nach der Erfindung kann insbesondere die Bewertung von räumlich kleinen Fehlern parallel zur Oberfläche des zu prüfenden Körpers erfolgen. Es können bei der Prüfung von Schweissnähten, z. B. bei Rohren, Pipelines oder im Behälter- und Kesselbau die Orte der jeweiligen Stellen mit einem Befund angegeben werden.The electronic and optical means for positioning are used today, they can be very small and inexpensive hold. This means that the complete image evaluation can be carried out in one housing usual ultrasonic probe. By means of the Ultra sound test head according to the invention can in particular the evaluation of spatially small defects parallel to the surface of the body to be tested respectively. When testing weld seams, e.g. B. for pipes, Pipelines or in the tank and boiler construction the locations of the respective locations a finding can be given.

Hierbei erlaubt die Benutzung von SE-Prüfköpfen eine vereinfachte Anwen­ dung der Ermittlung von Ortskoordinaten. Der Sende- und Empfangs­ schwinger des Ultraschallprüfkopfes ist getrennt durch einen Dämpfungs­ steg in einem Gehäuse untergebracht. Durch mindestens eine Digitalkamera lässt sich die Position von zwei Achsen speziell für diese Prüfköpfe auf ein­ fachste Art ermitteln. Damit kann man beispielsweise günstig die Restwand­ dicke an gekrümmten Rohren ermitteln.Here, the use of SE probes allows a simplified application determination of location coordinates. The send and receive The transducer of the ultrasonic probe is separated by a damping web housed in a housing. By at least one digital camera the position of two axes can be set especially for these test heads determine the most technical type. So you can, for example, the rest of the wall cheap Determine thickness on curved pipes.

Im Bewegungsspeicher erfolgt die Aufsummierung der Weginformation. Da­ durch lassen sich Prüfungen wirtschaftlich bei verbesserter Ergonomie durchführen. Ein Prüfer, der den Prüfkopf führt, hat optimale Bedingungen bei der Durchführung seiner Prüfung. Es gibt keine mechanischen Ver­ schleissteile, die Prüfsicherheit ist im Verhältnis zur Prüfung ohne zusätzli­ che Information der Ortskoordinaten deutlich erhöht. Gegenüber mechani­ schen Systemen zur Positionserfassung werden Kosten bis zu 60% einge­ spart. Eine umfassende Dokumentation der Prüfung ist möglich.The path information is added up in the movement memory. because tests can be carried out economically with improved ergonomics carry out. An examiner who guides the probe has optimal conditions  in carrying out his exam. There is no mechanical ver wear parts, the test reliability is in relation to the test without additional che information of the location coordinates increased significantly. Opposite mechani Position detection systems cost up to 60% saves. Comprehensive documentation of the exam is possible.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind zwei Digitalkameras vor­ gesehen, die im Abstand voneinander am Gehäuse angeordnet sind, denen jeweils eine eigene Schaltung für Bildverarbeitung nachgeschaltet ist und mit einer Auswertestufe für Drehungen, an der die Ausgänge der beiden Schaltungen für Bildverarbeitung anliegen. Aus den unterschiedlichen In­ formationen über die Position des Gehäuses aus diesen beiden Schaltungen für Bildverarbeitung wird eine Verdrehung des Gehäuses gegenüber einem früheren Drehzustand ermittelt und ausgegeben. Ein Drehspeicher enthält die Drehinformation ausgehend von einem Drehzustand zum Zeitpunkt des Messstarts.In a particularly preferred development, two digital cameras are provided seen that are spaced from each other on the housing, which each has its own circuit for image processing and with an evaluation stage for rotations at which the outputs of the two Circuits for image processing. From the different In Formations about the position of the housing from these two circuits for image processing, the housing is rotated relative to one earlier rotation status determined and output. A rotary memory contains the rotation information based on a rotation state at the time of Measuring starts.

Bei Benutzung von zwei Digitalkameras lässt sich über Transformations­ funktionen sehr einfach auch die Position des Drehwinkels des Prüfkopfs um die eigene Achse ermitteln. Zwar könnte man diese grundsätzlich auch mit einer einzigen Digitalkamera erfassen, dann müsste man aber den Bildver­ gleich im Vergleicher so durchführen, dass die elektronischen Bilder nicht nur in zwei Richtungen solange in Pixelsprüngen gegeneinander verschoben werden, bis ein Teilbereich Übereinstimmung zeigt, vielmehr müssten auch Drehungen der beiden verglichenen elektronischen Bilder zueinander durch­ geführt werden. Dadurch wird der Aufwand und die Zeit der elektronischen Auswertung im Vergleicher deutlich erhöht. Insoweit ist der Einbau einer zweiten Digitalkamera eine einfache und günstige Lösung.When using two digital cameras, you can use Transformations functions very simply also the position of the angle of rotation of the test head determine your own axis. In principle, you could also use these a single digital camera, but then you would have to use the image ver perform in the comparator so that the electronic images do not only shifted in two directions against each other in pixel jumps until a sub-area shows agreement, rather would also have to Rotations of the two compared electronic images to each other be performed. This saves the effort and time of electronic Evaluation significantly increased in the comparator. To that extent, the installation of a second digital camera a simple and inexpensive solution.

In der Ausführung mit zwei Digitalkameras ist ein Drehspeicher vorgesehen, der die ermittelte Drehinformation ausgehend vom Zustand beim Messstart speichert. Auf diese Weise ist die jeweilige Gesamtdrehung gegenüber dem Zustand bei Messstart bekannt.In the version with two digital cameras, a rotary memory is provided, which determines the determined rotation information based on the state at the start of measurement  stores. In this way the respective total rotation is compared to that State known at start of measurement.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein Signalspeicher vorgesehen, der in fester Zuordnung zum Bewegungsspeicher die jeweils an einer Position vor­ liegende Ultraschallinformation zusammengestellt mit der Positionsinforma­ tion abspeichert. Auf diese Weise ist ein einfacher Zugriff auf das Ultra­ schallprüfungsergebnis möglich. Es kann eine Auswertung in verschiedener Form erfolgen. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn immer dann, wenn ein kritischer Ultraschallbefund erhalten wird, beispielsweise eine voreingestellte Schwelle im Signal überschritten wird, eine Anzeige auf einem Anzeigegerät erfolgt. Auf diese Weise werden Fehlstellen und andere Ungänzen im zu prüfenden Körper optisch z. B. auf einem Monitor dargestellt. Damit ist eine einfache weitere Verarbeitung der erhaltenen Informationen möglich.In a preferred development, a signal memory is provided, which in fixed assignment to the movement memory each at one position lying ultrasound information compiled with the position information tion stores. This makes it easy to access the Ultra sound test result possible. There can be an evaluation in different Shape. It is particularly preferred, whenever, whenever a critical ultrasound finding is obtained, for example a preset Threshold in the signal is exceeded, a display on a display device he follows. In this way, imperfections and other imperfections in the testing body optically z. B. displayed on a monitor. So that's one simple further processing of the information received is possible.

Als sehr vorteilhaft hat sich ein Startschalter erwiesen. Er ist vorzugsweise am Gehäuse des Ultraschallprüfkopfes angeordnet. Ihm können gleichzeitig und unabhängig voneinander verschiedene Funktionen zugewiesen werden. So wird bei Betätigen des Startschalters der Bewegungsspeicher rückgesetzt und startet die Aufsummation der nachfolgend gelieferten Bewegungsinfor­ mationen neu. Weiterhin kann durch den Startschalter die optische und elektronische Einheit für die Positionserfassung gestartet werden. Dadurch kann diese sich zuvor in einer stromsparenden Abschaltfunktion beinden. Hierzu gehört, dass das Beleuchtungsmittel abgeschaltet sein kann.A start switch has proven to be very advantageous. It is preferred arranged on the housing of the ultrasonic test head. Him can at the same time and assign different functions independently. The movement memory is reset when the start switch is pressed and starts the summation of the movement information provided below mations new. Furthermore, the optical and electronic unit for position detection can be started. Thereby can be in an energy-saving shutdown function beforehand. This includes that the lighting means can be switched off.

Es ist möglich, aber nicht notwendig, zwischen Ultraschallprüfkopf und Oberfläche des zu prüfenden Körpers ein Ankopplungsmittel, beispielsweise Wasser, vorzusehen. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch die Funktion des optischen Nachweises der Position nicht beeinträchtigt wird.It is possible, but not necessary, between the ultrasonic probe and Surface of the body to be tested, a coupling agent, for example Water to be provided. It has been shown that the function of the optical evidence of the position is not affected.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:Further advantages and features of the invention result from the others  Claims and the following description of non-limiting to understand exemplary embodiments that with reference to the Drawing will be explained in more detail. In this show:

Fig. 1 einen Ultraschallprüfkopf, der als SE-Prüfkopf ausgebildet, ist in schematischer Darstellung in Seitenansicht, Fig. 1 is an ultrasonic probe which is formed as a TR probe is a schematic representation in side view,

Fig. 2 eine Darstellung eines Ultraschallprüfkopfes ähnlich Fig. 1, jedoch nunmehr mit zwei Digitalkameras, FIG. 2 shows an ultrasound probe similar to FIG. 1, but now with two digital cameras,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für einen Ultraschallprüfkopf ähnlich Fig. 1, Fig. 3 is a block diagram of an ultrasonic probe similar to Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockschaltbild für einen Ultraschallprüfkopf ähnlich Fig. 2 und Fig. 4 is a block diagram for an ultrasonic probe similar to Fig. 2 and

Fig. 5 eine Darstellung eines Monitors mit Wiedergabe eines zu prüfenden Körpers, der eine Fehlstelle aufweist. Fig. 5 is an illustration of a monitor showing a body to be tested, which has a defect.

Die Ultraschallprüfungsköpfe sind für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung bestimmt. Die Prüfung erfolgt nach dem Impuls-Echo-Verfahren. Der Ultra­ schallprüfkopf nach Fig. 1 und 3 hat ein Gehäuse 20 für die Aufnahme von Ultraschallschwingern. Gezeigt sind ein Sendeschwinger 22 und ein Emp­ fangsschwinger 23. Der Sendeschwinger 22 ist auf einen Vorlaufkörper 24 aufgesetzt, der Empfangsschwinger 23 ist auf einen Vorlaufkörper 25 aufge­ setzt. Beide Vorlaufkörper 24, 25 befinden sich auf einem Schutzkörper 26, der eine Vorlauf und Schutzschicht bildet. Dieser Schutzkörper 26 ist in Kontakt mit einer Oberfläche 28 eines zu prüfenden Körpers 30. Der Schutzkörper 26 besteht aus einem transparenten, vorzugsweise glasklaren Material, beispielsweise Acryl. Eine untere, frei zugängliche Fläche des Schutzkörpers 26 bildet die Kontaktfläche für den Kontakt des Gehäuses 20 mit der Oberfläche 28 des zu prüfenden Körpers 30. The ultrasonic test heads are designed for non-destructive material testing. The test is carried out using the pulse-echo method. The Ultra schallprüfkopf according to Fig. 1 and 3 has a housing 20 for the reception of ultrasonic vibrators. A transmission oscillator 22 and an reception oscillator 23 are shown . The transmitting vibrator 22 is placed on a lead body 24 , the receiving vibrator 23 is placed on a lead body 25 . Both lead bodies 24 , 25 are located on a protective body 26 , which forms a lead and protective layer. This protective body 26 is in contact with a surface 28 of a body 30 to be tested. The protective body 26 consists of a transparent, preferably crystal-clear material, for example acrylic. A lower, freely accessible surface of the protective body 26 forms the contact surface for the contact of the housing 20 with the surface 28 of the body 30 to be tested.

Wie bei SE-Prüfköpfen häufig anzutreffen, befindet sich zwischen dem Sen­ deschwinger 22 und seinem Vorlaufkörper 24 auf der einen Seite und dem Empfangsschwinger 23 und seinem Vorlaufkörper 25 auf der anderen Seite ein Dämpfungssteg 32, der ein Distanzstück bildet. Dieser hat ein Loch, durch das ein Lichtleiter 34 hindurchgeführt ist. Anstelle eines Lichtleiters kann auch ein Lichtleiterbündel benutzt werden. Der Lichtleiter 34 endet in­ nerhalb des Schutzkörpers 26 und in Nähe der Oberfläche 28, auf die er ge­ richtet ist (siehe gestrichelte Linien). Er überträgt das Bild eines kleinen Teil­ stücks der Oberfläche 28 zu einer Digitalkamera 36, die sich innerhalb des Gehäuses 20 befindet. Sie wird mit auch CAM bezeichnet. Als Digitalkamera wird dabei ein optischer reflektiver Sensor HDNS-2000 der Firma HP ver­ wendet. Ihm ist eine Linse 38 zugeordnet, die von der gleichen Firma unter HDNS-2100 geliefert wird. Es können aber auch andere Digitalkameras ein­ gesetzt werden.As often found in SE probes, there is a damping web 32 , which forms a spacer, between the sensor deschwinger 22 and its lead body 24 on one side and the receiving transducer 23 and its lead body 25 on the other side. This has a hole through which a light guide 34 is passed. Instead of an optical fiber, an optical fiber bundle can also be used. The light guide 34 ends within the protective body 26 and in the vicinity of the surface 28 to which it is directed (see dashed lines). It transmits the image of a small portion of the surface 28 to a digital camera 36 , which is located within the housing 20 . It is also called CAM. An optical reflective sensor HDNS-2000 from HP is used as a digital camera. It is associated with a lens 38 , which is supplied by the same company under HDNS-2100. But other digital cameras can also be used.

Die Digitalkamera 36 hat eine lichtempfindliche Anordnung, die insbesonde­ re als CCD ausgebildet ist und eine flächige Anordnung (Matrix) von Pixeln aufweist. Auf diese Anordnung bildet die Linse 38 das betrachtete Teilstück der Oberfläche 28 ab.The digital camera 36 has a light-sensitive arrangement, which is designed in particular as a CCD and has a flat arrangement (matrix) of pixels. In this arrangement, the lens 38 images the section of the surface 28 under consideration.

Die Digitalkamera 36 erfasst in periodischen Zeitabständen elektronische Bilder, die im folgenden auch Frames genannt werden, des betrachteten Teilstücks der Oberfläche 28. Typischerweise wird alle 8 ms ein Frame er­ fasst.The digital camera 36 captures electronic images, which are also referred to below as frames, of the portion of the surface 28 under consideration at periodic time intervals. A frame is typically captured every 8 ms.

Der Digitalkamera 36 ist eine Schaltung zur Bildverarbeitung 40 nachge­ schaltet. Sie hat einen Bildspeicher 42, der auch als FMEM bezeichnet ist, für mindestens einen von der Digitalkamera 36 erfassten Frame. Insbeson­ dere handelt es sich dabei um den vorletzten von der Kamera erfassten Fra­ me, der im Bildspeicher 42 abgespeichert ist. Er wird in einem Vergleicher 44, der auch als COMP bezeichnet ist, mit dem aktuellen Frame verglichen. The digital camera 36 is a circuit for image processing 40 nachge. It has an image memory 42 , which is also referred to as FMEM, for at least one frame captured by the digital camera 36 . In particular, it is the penultimate frame captured by the camera, which is stored in the image memory 42 . It is compared with the current frame in a comparator 44 , which is also referred to as COMP.

Dabei werden die beiden Frames so parallel zu den Reihen und Zeilen der Pixel pixelweise verschoben, bis übereinstimmende Bildbereiche des Frames gefunden werden. Dies setzt voraus, dass die Frames überlappende Teilstü­ cke der Oberfläche des zu prüfenden Körpers 30 enthalten. Aus der Ver­ schiebung der beiden Frames in der Bildebene der Digitalkamera 36 kann dann die Verschiebung in der Gegenstandsebene, also auf der Oberfläche 28 des zu prüfenden Körpers 30 errechnet werden. Hierbei ist im wesentlichen das Abbildungsverhältnis der Digitalkamera 36 einschliesslich ihrer Linse 38 zu berücksichtigen.The two frames are shifted pixel by pixel parallel to the rows and lines of the pixels until matching image areas of the frame are found. This presupposes that the frames contain overlapping portions of the surface of the body 30 to be tested. The displacement of the two frames in the image plane of the digital camera 36 can then be used to calculate the displacement in the object plane, that is to say on the surface 28 of the body 30 to be tested. Essentially, the imaging ratio of the digital camera 36 including its lens 38 must be taken into account.

Als Ergebnis übergibt die Schaltung 40 zur Bildverarbeitung einem Bewe­ gungsspeicher, der auch als MMEM bezeichnet wird, die Information über die Verschiebung des Gehäuses 20 zwischen den Zeitpunkten, an denen die beiden verglichenen Frames erfasst wurden. Der Bewegungsspeicher 46 speichert kontinuierlich die ihm übergebenen Verschiebungen. Die Ver­ schiebungen werden im einem rechtwinkligen Koordinatensystem als x-Werte und y-Werte übergeben. Damit ist im Bewegungsspeicher 46 immer die aktuelle Position des Gehäuses 20 enthalten.As a result, the circuit 40 for image processing transfers information to a movement memory, which is also referred to as MMEM, about the displacement of the housing 20 between the times at which the two compared frames were acquired. The movement memory 46 continuously stores the displacements transferred to it. The displacements are transferred in a right-angled coordinate system as x values and y values. The current position of the housing 20 is therefore always contained in the movement memory 46 .

Die Aufsummierung der Bewegungen im Bewegungsspeicher 46 erfolgt aus­ gehend von einem Ort 48, den das Gehäuse zum Zeitpunkt eines Messstarts hat. Der Messstart wird durch einen Startschalter 50 eingegeben. Wird der Startschalter 50 betätigt, wird der Bewegungsspeicher 46 zunächst zurück­ gesetzt oder in einen Nullzustand gebracht. Er speichert sodann alle ihm übergebenen Bewegungsinformationen, also die Inkremente in zwei Richtun­ gen. Die Information des Bewegungsspeichers 46 kann auf einem Monitor 52 dargestellt werden, hierauf wird später noch eingegangen.The totalization of the movements in the movement memory 46 takes place starting from a location 48 which the housing has at the time of a measurement start. The start of measurement is entered by a start switch 50 . If the start switch 50 is actuated, the movement memory 46 is first reset or brought into a zero state. It then stores all the movement information transferred to it, that is to say the increments in two directions. The information of the movement memory 46 can be displayed on a monitor 52 , which will be discussed later.

Wie Fig. 1 zeigt, wird das betrachtete Teilstück der Oberfläche 28 durch ein Leuchtmittel 52, das hier als LED ausgeführt ist, beleuchtet. Vorzugsweise erfolgt die Beleuchtung streifend zur Oberfläche 28, damit die Digitalkamera 36 möglichst viele Konturen erfassen kann. Es ist vorteilhaft, das Leucht­ mittel 52 erst dann einzuschalten, wenn der Startschalter 50 betätigt wurde. Die Schaltung 40 schaltet dann, wenn einige nacheinander eintreffende Frames völlig übereinstimmen und damit keine Bewegung des Gehäuses 20 festzustellen ist, in einen Stromsparmodus.As shown in FIG. 1, the section of surface 28 under consideration is illuminated by an illuminant 52 , which is embodied here as an LED. The illumination is preferably grazed to the surface 28 so that the digital camera 36 can capture as many contours as possible. It is advantageous to switch on the illuminant 52 only when the start switch 50 has been actuated. The circuit 40 switches into a power-saving mode when a number of successively arriving frames completely match and thus no movement of the housing 20 can be determined.

Wie Fig. 1 zeigt, ist das Leuchtmittel 52 so im Gehäuse 20 angeordnet, dass der transparente Schutzkörper 26 durchstrahlt wird. Es kann auch im Schutzkörper 26 untergebracht sein. Wenn zwischen Schutzkörper 26 und Oberfläche 28 ein Ankopplungsmittel verwendet werden soll, wird vorzugs­ weise ein völlig transparentes Mittel, beispielsweise Wasser, benutzt.As Fig. 1 shows, the light source 52 is disposed in the housing 20 so that the transparent protective body is irradiated 26th It can also be accommodated in the protective body 26 . If a coupling agent is to be used between the protective body 26 and the surface 28 , a completely transparent agent, for example water, is preferably used.

Im Gegensatz zu der Ausführung des Prüfkopfes nach den Fig. 1 und 3 hat der Prüfkopf nach den Fig. 2 und 4 zwei Digitalkameras 36 und 37, siehe auch CAM und CAM 2. Sie sind im Abstand voneinander im Gehäuse 20 untergebracht, konkret sind sie zu beiden Seiten eines Schwingers 23 po­ sitioniert. Diesem Schwinger 23, der auch ein Sendeschwinger sein kann, ist rückwärtig ein Dämpfungskörper 54 zugeordnet. In Schallausbreitungs­ richtung befindet sich ein Vorlaufkörper 25, der wiederum mit einem Schutzkörper 26 in Kontakt steht.In contrast to the design of the test head according to FIGS. 1 and 3, the test head according to FIGS. 2 and 4 has two digital cameras 36 and 37 , see also CAM and CAM 2 . They are housed at a distance from each other in the housing 20 , specifically they are positioned on both sides of an oscillator 23 . A damping body 54 is assigned to this oscillator 23 , which can also be a transmission oscillator. In the direction of sound propagation there is a lead body 25 , which in turn is in contact with a protective body 26 .

Die Anordnung von zwei Digitalkameras 36, 37 und zwei Leuchtmitteln 52 ist im wesentlichen eine Verdopplung der Anordnung gemäss Fig. 1. Im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1 wird aber nunmehr nicht eine Lichtleiteroptik benutzt, um das Bild eines Teilstücks der Oberfläche 28 zur Digitalkamera 36 zu übertragen, vielmehr sind die jeweiligen Linsen 38 der Digitalkameras 36, 37 im Schutzkörper 26 untergebracht. Sie können auch auf seine obere Oberfläche oder in ihrer Nähe aufgebracht sein.The arrangement of two digital cameras 36 , 37 and two illuminants 52 is essentially a doubling of the arrangement according to FIG. 1. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, however, optical fiber optics are now not used to image a portion of the surface 28 to the digital camera 36 to transmit, rather the respective lenses 38 of the digital cameras 36 , 37 are accommodated in the protective body 26 . They can also be applied to or near its top surface.

Die zusätzliche Funktion, die durch die zweite Digitalkamera 37, auch CAM 2 genannt, erhalten wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Diese Figur zeigt die beiden Digitalkameras 36, 37, denen jeweils eine Schaltung 40 zur Bildverarbeitung nachgeschaltet ist. Die Oberfläche 28 des Körpers 30 ist dargestellt. Ein Teilstück dieser Oberfläche wird je­ weils erfasst, die Teilstücke befinden sich im Abstand voneinander. Am Aus­ gang der jeweiligen Schaltung 40 zur Bildverarbeitung liegen die Informatio­ nen über die Positionsinkremente jeder einzelnen Digitalkamera 36, 37 vor. Diese Informationen werden nun wie folgt verarbeitet: Für die Bestimmung der Position wird nur die in Fig. 4 untere Digitalkamera 36 verwendet, in­ soweit ist keine Änderung gemäss Fig. 2 festzustellen. Die obere Digitalka­ mera 37 wird nur insoweit verwendet, als sie im Zusammenhang mit der unteren Digitalkamera 36 eine Information über die Drehung des Gehäuses 20 liefert. Hierzu werden die Verschiebungsinformationen beider Schaltun­ gen 40 zur Bildverarbeitung einer Auswertestufe 56, auch ROT genannt, zu­ geleitet. In dieser werden die einzelnen Inkremente verglichen und wird die jeweilige Verdrehung des Gehäuses 20, die zwischen den betrachteten Fra­ mes festgestellt werden kann, ermittelt. Dieser Auswertestufe 56 ist ein Drehspeicher 58, auch ROTM genannt, nachgeschaltet. In diesem wird der Drehzustand des Gehäuses 20 ausgehend von dem Zustand am Ort 58 zum Zeitpunkt des Messstarts gespeichert.The additional function obtained by the second digital camera 37 , also called CAM 2 , is explained below with reference to FIG. 4. This figure shows the two digital cameras 36 , 37 , each of which is followed by a circuit 40 for image processing. The surface 28 of the body 30 is shown. A section of this surface is recorded because the sections are spaced from each other. At the output of the respective circuit 40 for image processing, the information is available on the position increments of each individual digital camera 36 , 37 . This information is now processed as follows: For the determination of the position, only the lower digital camera 36 in FIG. 4 is used, in so far no change can be determined according to FIG. 2. The upper digital camera 37 is used only insofar as it provides information about the rotation of the housing 20 in connection with the lower digital camera 36 . For this purpose, the shift information of both circuits 40 for image processing is sent to an evaluation stage 56 , also called RED. In this, the individual increments are compared and the respective rotation of the housing 20 , which can be determined between the frames under consideration, is determined. A rotary memory 58 , also called ROTM, is connected downstream of this evaluation stage 56 . The rotational state of the housing 20 is stored in this, starting from the state at the location 58 at the time of the start of the measurement.

Wie bereits ausgeführt wurde, werden von den Digitalkameras 36, 37 alle 8 ms Frames erfasst. Anschliessend erfolgt die Bildauswertung. Hierfür wird nur sehr wenig Zeit benötigt, die Zeit für die Bildauswertung liegt unter 1 ms. Eine kurze Bildauswertung wird dadurch erreicht, dass die zu verglei­ chenden Frames in der Vergleicherstufe 44 nur in Reihen- und Zeilenrich­ tung der Pixel pixelweise verschoben werden müssen. Eine Rotation der Frames gegeneinander wird nicht durchgeführt. Grundsätzlich ist im Vergleicher 44 aber auch eine Rotation der einzelnen Frames gegeneinander möglich. Dann ist eine zweite Digitalkamera 37 nicht erforderlich.As already stated, frames are captured by the digital cameras 36 , 37 every 8 ms. The image is then evaluated. Very little time is required for this, the time for image evaluation is less than 1 ms. A short image evaluation is achieved in that the frames to be compared in the comparator stage 44 only have to be shifted pixel by pixel in the row and row direction of the pixels. The frames are not rotated against each other. Basically, however, a rotation of the individual frames against one another is also possible in the comparator 44 . Then a second digital camera 37 is not required.

In den Fig. 3 und 4 ist auch jeweils noch eine Ultraschallanordnung ein­ gezeichnet. Dargestellt ist ein Schwinger 23, der hier ohne weitere Zusatz­ körper abgebildet ist. Er ist einerseits mit einem Sender 60, hier auch TRANSM genannt, verbunden, andererseits mit einem Empfänger 62, hier auch REC genannt. Dem Empfänger 62 ist ein Speicher 64 nachgeschaltet, der auch als SMEM bezeichnet wird. Dieser Speicher 64 ist auch mit dem Bewegungsspeicher 46 verbunden. Im Speicher 64 werden der Ultraschall­ befund, wie er aus dem Empfänger 62 nach Auswertung erhalten wird, und die jeweilige Position, an der dieser Ultraschallbefund erhalten wurde, abge­ speichert. Die jeweilige Position bezieht sich auf den Ort 48.In FIGS. 3 and 4 is also in each case a marked still an ultrasound assembly. Shown is a vibrator 23 , which is shown here without any additional body. It is connected on the one hand to a transmitter 60 , also called TRANSM here, and on the other hand to a receiver 62 , also called REC here. A memory 64 , which is also referred to as SMEM, is connected downstream of the receiver 62 . This memory 64 is also connected to the movement memory 46 . The ultrasound is found in the memory 64 , as it is obtained from the receiver 62 after evaluation, and the respective position at which this ultrasound finding was obtained is stored abge. The respective position relates to location 48 .

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist dem Ultraschallprüfkopf eine Ein­ richtung zur Positionsbestimmung, beispielsweise eine Schaltung zur globa­ len Positionierung nach dem Verfahren GPS, zugeordnet. Auf diese Weise wird der Ort 48, der beim Messstart vorliegt, absolut bestimmt. Diese abso­ lute Bestimmung wird im Bewegungsspeicher 46 bzw. im Speicher 64 aufge­ zeichnet.In an advantageous development, a device for determining the position, for example a circuit for global positioning according to the GPS method, is assigned to the ultrasonic test head. In this way, the location 48 that is present at the start of the measurement is determined absolutely. This absolute determination is recorded in the movement memory 46 or in the memory 64 .

Fig. 5 zeigt die Darstellung eines Ultraschallmessvorgangs mit dem erin­ dungsgemässen Ultraschallprüfkopf auf einem Monitor 66. Verwendet wurde ein Ultraschallprüfgerät der Anmelderin vom Typ USD 15 mit einer Schwin­ geranordnung mit Vorlaufkörper usw. vom Typ CLF 4, der zusätzlich mit der erfindungsgemässen Einrichtung zur Positionsbestimmung ausgerüstet war, also entsprechend Fig. 1 aufgebaut ist. FIG. 5 shows the representation of an ultrasound measurement process with the ultrasound test head according to the invention on a monitor 66 . An ultrasonic testing device of the applicant of the type USD 15 with a vibrating arrangement with a leading body etc. of the type CLF 4 was used , which was additionally equipped with the device according to the invention for determining the position, that is to say is constructed in accordance with FIG. 1.

Als zu überprüfendes Werkstück, also als Körper 30, wurde eine Stahlplatte mit rechteckförmigem Zuschnitt benutzt. In diese war eine Bohrung von 3 mm Durchmesser und 2,5 mm Tiefe eingebracht. Die Blende des Gerätes USD 15 wurde wie folgt eingestellt: Anfang 2 mm, Breite 1 mm. Damit musste die Bohrung ein Fehlersignal liefern.A steel plate with a rectangular cut was used as the workpiece to be checked, ie as body 30 . A hole of 3 mm in diameter and 2.5 mm in depth was made in this. The aperture of the USD 15 device was set as follows: start 2 mm, width 1 mm. The hole had to deliver an error signal.

Der Prüfkopf wurde zunächst an einer Ecke des Körpers 30 positioniert. The test head was first positioned at a corner of the body 30 .

Dann wurde der Startschalter 50 gedrückt und eine benachbarte Ecke an­ gefahren. Dies wurde wiederholt, bis der Umfang des Körpers 30 abgefahren war. Dadurch konnte man die gestrichelt dargestellte Kontur 68 erhalten, die auf dem Monitor 66 sichtbar ist.Then the start switch 50 was pressed and moved to an adjacent corner. This was repeated until the circumference of the body 30 was worn. As a result, the contour 68 shown in dashed lines, which is visible on the monitor 66 , could be obtained.

Als Ort 48 für den Beginn der Messungen wurde der untere linke Eckpunkt des Körpers 30 gewählt. Es wurde dort der Startschalter 50 betätigt. Der Anfang der Überprüfung ist schematisch dargestellt anhand eines Weges 70. Der komplette Prüfweg, mit dem der Prüfkopf über die Oberfläche 28 des Körpers 30 geführt wurde, ist nicht dargestellt. Es ist möglich, den Prüfweg darzustellen. Dies würde aber die Lesbarkeit der Zeichnung im konkreten Fall beeinträchtigen. In Fig. 5 ist immer nur dann eine Schreibinformation an den Monitor 66 bzw. den vorgeschalteten Rechner gegeben worden, wenn das Gerät USD 15 ein Fehlersignal lieferte. Dadurch kam es beim Überfah­ ren der Bohrung zu kurzen schwarzen Strichen, die insgesamt ein Bild 72 des Fehlers wiedergeben. Zu sehen ist ein etwa kreisförmiger, schwarzer Fleck. Auf diese Weise ist eine genaue Lokalisierung des Fehlers erreicht.The lower left corner point of the body 30 was selected as the location 48 for the start of the measurements. The start switch 50 was actuated there. The beginning of the check is shown schematically using a path 70 . The complete test path with which the test head was guided over the surface 28 of the body 30 is not shown. It is possible to display the test route. However, this would impair the legibility of the drawing in the specific case. In FIG. 5, write information has only ever been given to the monitor 66 or the upstream computer if the device USD 15 has delivered an error signal. As a result, there were short black lines when the bore was passed over, which overall represent an image 72 of the error. You can see an approximately circular, black spot. In this way, an exact localization of the error is achieved.

Claims (7)

1. Ultraschallprüfkopf, insbesondere für die Prüfung per Hand
  • - mit einem Gehäuse (20), das einen Ultraschallschwinger aufnimmt und das eine Kontaktfläche für einen Kontakt mit einer Oberfläche (28) eines zu prüfenden Körpers (30) hat,
  • - mit mindestens einer Digitalkamera (36), die dem Gehäuse (20) zugeord­ net ist, die vorzugsweise im Gehäuse (20) untergebracht ist, die so ausge­ richtet ist, dass sie die Oberfläche (28) des Körpers (30) erfasst und die in Zeitabständen jeweils ein elektronisches Bild von Teilstücken der Ober­ fläche (28) des Körpers (30) liefert,
  • - mit einer Schaltung für Bildverarbeitung (40), die einen Bildspeicher (42) für mindestens ein von der Digitalkamera (36) erfasstes elektronisches Bild aufweist, die einen Vergleicher (44) hat, der zwei von der Digitalka­ mera (36) zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasste elektronische Bilder von überlappenden Teilstücken der Oberfläche (28) des zuprüfenden Kör­ pers (30) vergleicht und daraus die Verschiebung des Gehäuses (20) ge­ genüber der Oberfläche (28) ermittelt und ausgibt und
  • - mit einem Bewegungsspeicher (46), der die Verschiebung des Gehäuses (20) ausgehend von einem Ort (48) zum Zeitpunkt des Messstarts spei­ chert und die aktuelle Position des Gehäuses (20) bezüglich dieses Orts (48) enthält.
1. Ultrasonic test head, especially for testing by hand
  • with a housing ( 20 ) which receives an ultrasonic oscillator and which has a contact surface for contact with a surface ( 28 ) of a body ( 30 ) to be tested,
  • - With at least one digital camera ( 36 ), the housing ( 20 ) is zugeord net, which is preferably housed in the housing ( 20 ), which is oriented so that it detects the surface ( 28 ) of the body ( 30 ) and the provides an electronic image of portions of the surface ( 28 ) of the body ( 30 ) at intervals,
  • - With a circuit for image processing ( 40 ) having an image memory ( 42 ) for at least one of the digital camera ( 36 ) captured electronic image, which has a comparator ( 44 ), two of the digital camera ( 36 ) at different times captured electronic images of overlapping portions of the surface ( 28 ) of the body to be tested ( 30 ) and compares and determines the displacement of the housing ( 20 ) against the surface ( 28 ) and outputs and
  • - With a movement memory ( 46 ) which stores the displacement of the housing ( 20 ) starting from a location ( 48 ) at the time of the measurement start and contains the current position of the housing ( 20 ) with respect to this location ( 48 ).
2. Ultraschallprüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Digitalkameras (36, 37) vorgesehen sind, die im Abstand voneinander am Gehäuse (20) angeordnet sind, denen jeweils eine eigene Schaltung für Bildverarbeitung (40) nachgeschaltet ist und mit einer Auswertestufe (56) für Drehungen, an der die Ausgänge der beiden Schaltungen für Bildver­ arbeitung (40) anliegen und die aus den unterschiedlichen Informationen über die Position des Gehäuses (20) aus diesen beiden Schaltungen für Bildverarbeitung eine Verdrehung des Gehäuses (20) gegenüber einem früheren Drehzustand ermittelt und ausgibt und mit einem Drehspeicher (58), der die Drehinformation ausgehend von einem Drehzustand zum Zeitpunkt des Messstarts enthält.2. Ultrasonic test head according to claim 1, characterized in that two digital cameras ( 36 , 37 ) are provided, which are arranged at a distance from one another on the housing ( 20 ), each of which has its own circuit for image processing ( 40 ) downstream and with an evaluation stage ( 56 ) for rotations at which the outputs of the two circuits for image processing ( 40 ) are present and which, from the different information about the position of the housing ( 20 ) from these two circuits for image processing, cause the housing ( 20 ) to rotate relative to an earlier rotation state determined and outputted and with a rotary memory ( 58 ) which contains the rotary information based on a rotary state at the time of the measurement start. 3. Ultraschallprüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gehäuse (20) ein Leuchtmittel (52) zugeordnet ist, insbesondere ein Leuchtmittel (52) in dem Gehäuse (20) angeordnet ist, das so ausgerichtet ist, dass der von der Digitalkamera (36) erfasste Bereich der Oberfläche (28) des Körpers (30) ausgeleuchtet ist.3. Ultrasonic test head according to claim 1, characterized in that the housing ( 20 ) is assigned a lamp ( 52 ), in particular a lamp ( 52 ) is arranged in the housing ( 20 ), which is oriented such that the digital camera ( 36 ) detected area of the surface ( 28 ) of the body ( 30 ) is illuminated. 4. Ultraschallprüfkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (52) in einem möglichst flachen Winkel auf die Oberfläche (28) des Körpers (30) einstrahlt.4. Ultrasonic test head according to claim 3, characterized in that the illuminant ( 52 ) shines onto the surface ( 28 ) of the body ( 30 ) at the lowest possible angle. 5. Ultraschallprüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Startschalter (50) vorgesehen ist, der vorzugsweise am Gehäuse (20) ange­ ordnet ist, und dass mit diesem Startschalter (50) der Bewegungsspeicher (46) den Ort (48), der zum Zeitpunkt des Betätigens des Startschalters (50) vorliegt, als neuer Ausgangsort für weitere Bewegungen speichert.5. Ultrasonic test head according to claim 1, characterized in that a start switch ( 50 ) is provided, which is preferably arranged on the housing ( 20 ), and that with this start switch ( 50 ) the movement memory ( 46 ) the location ( 48 ) at the time of actuation of the start switch ( 50 ), stores as a new starting point for further movements. 6. Ultraschallprüfkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Schutzkörper 26 aufweist, der eine frei zugängliche Begrenzungsflä­ che des Gehäuses (20) ausbildet, die die Kontaktfläche darstellt, und dass dieser Schutzkörper (26) transparent, möglichst glasklar transparent ist, insbesondere aus Acryl gefertigt ist.6. Ultrasonic test head according to claim 1, characterized in that it has a protective body 26 which forms a freely accessible limiting surface of the housing ( 20 ) which represents the contact surface, and that this protective body ( 26 ) is transparent, as crystal-clear as possible, in particular is made of acrylic. 7. Ultraschallprüfkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Digitalkamera (36, 37) auf der Innenseite des Schutzkörpers (26) angeord­ net ist.7. Ultrasonic test head according to claim 6, characterized in that the digital camera ( 36 , 37 ) on the inside of the protective body ( 26 ) is angeord net.
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